所有類型的熱交換器經(jīng)過長時間的運(yùn)行,不可避免會出現(xiàn)結(jié)垢、銹蝕等問題,其主要原因它們均是應(yīng)自來水作為工作媒介的,在外界條件(如溫度、流速、濃度)改變時,水質(zhì)多表現(xiàn)為不穩(wěn)定的狀態(tài),會產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕、生物粘泥等現(xiàn)象。
1、 結(jié)垢:沉積物及垢類在卻水系統(tǒng)中所溶解的重酸式鹽濃度隨著蒸發(fā)濃度而增加,當(dāng)其濃度達(dá)到zui高限度狀況,或者在經(jīng)過換熱器的傳熱表面使水溫升高時,水中鹽份溶解平衡遭到破壞,會產(chǎn)生下面列反應(yīng)即水垢的生成:Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O,產(chǎn)生的CaCO3水垢沉積在換熱器的熱傳表面,形成一層硬垢,使設(shè)備的導(dǎo)熱性能極差,嚴(yán)重影響換熱效率,其次水系統(tǒng)設(shè)備、管道主要材質(zhì)是碳鋼,其腐化產(chǎn)物主要是氫氧化物以及鐵氧化物的水化物,呈膠體狀,穩(wěn)定的懸浮于水中,但當(dāng)通過熱交換器是易在受熱面膠體相互凝集沉淀,沉淀物主要是Fe2O3,因為Fe2O3的不連續(xù)性以及不致密性而對金屬無保護(hù)效用,而因為它的磁性、粘附力強(qiáng)且比重大,清除困難,形成污垢;另外,輪回水中也有天然有機(jī)物、泥沙、微生物等懸浮物,他們于流速慢而溫度高的地方慢慢沉積而形成污垢沉積在設(shè)備、管道表面,此類污垢一般比較疏松,易用水沖洗清除。
2、 腐蝕:碳鋼材質(zhì)與水中的氧氣起反應(yīng)而發(fā)生腐蝕,其反應(yīng)如下:Fe+O2+H2O=Fe(OH)3。水在濃縮過程中,各種鹽類的濃度相應(yīng)增加,當(dāng)Cl以及SO4離子濃度較高時,會使金屬表面的保護(hù)膜的防腐性能降低尤其是Cl離子半徑小、穿透性強(qiáng),容易粉碎簡述表面的保護(hù)膜增加其腐蝕反應(yīng)的陽極過程速度,英氣金屬的局部腐蝕,兩種差別的金屬接觸時,因金屬間電位差而造成電池腐蝕,例如熱交換器的通關(guān)和碳鋼端板,其接觸部分的鋼鐵材質(zhì)會因此加速腐蝕。水中微生物的滋生也會產(chǎn)生球菌性腐蝕,如硫酸還原菌、鐵球菌等。其他引起腐蝕的影響因素有:PH值、溶解的氣體、溫度、流速等。
3、 微生物:水系統(tǒng)中的微生物可分為球菌、真菌及藻類,因為其散布在天然界各個加羅,而長期未清洗處理的水系統(tǒng)中,其鹽分、PH值、溶解氧等比例適合微生物生殖,若未能得到有效控制,微生物不斷滋生,并分泌出大量粘液,將水中不溶性雜質(zhì)粘結(jié)在一起,產(chǎn)生粘泥附著于設(shè)備以及管道的內(nèi)表面,阻礙水的流動以及系統(tǒng)熱交換,且在粘泥沉積的地方往往會造成沉積物下腐蝕
4、 上述的水垢、腐蝕以及微生物滋生等這三者不是孤立的,是互相、互相影響的,如水垢以及污垢往往結(jié)合在一起,結(jié)垢以及微生物粘泥又能引起或家具腐蝕這些水垢/腐蝕物及生物粘泥給換熱設(shè)備和其它傳感元器件造成失效影響,給設(shè)備的安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重的風(fēng)險。設(shè)備管道水垢附著:水垢的導(dǎo)熱系數(shù)低,降低傳熱效率或傳熱不勻,影響換熱設(shè)備制熱效率,使設(shè)備壓力升高,導(dǎo)致機(jī)電負(fù)荷增加,增加電能消耗。沉積物(水垢、粘泥、鐵銹)覆蓋在換熱設(shè)備管道或換熱器流道表面,其產(chǎn)生垢下腐蝕,當(dāng)設(shè)備蒸發(fā)受熱面附著沉積物時,金屬管道壁溫度升高,是滲透在沉積物下面的系統(tǒng)水急劇蒸發(fā)濃縮,各種雜質(zhì)濃度升高所造成的嚴(yán)重的垢下腐蝕,會將換熱器設(shè)備金屬、系統(tǒng)管道設(shè)備金屬銹蝕穿孔而使高溫水泄漏,后果不堪設(shè)想。
為了防止水垢的形成,抑制微生物的生長生殖,控制設(shè)備及管道的腐蝕,提高熱交換效率,節(jié)約能源,延長設(shè)備的使用年限,就必須對換熱器設(shè)備定期進(jìn)行清洗及預(yù)膜殺菌處理。根據(jù)有關(guān)部門實(shí)驗數(shù)據(jù)表明,換熱器表面生垢0.2~0.5mm厚度,換熱器效率降低33%,設(shè)備運(yùn)行耗能平均增加20%左右。如換熱器設(shè)備長期運(yùn)行而不進(jìn)行適當(dāng)清洗維護(hù),必將引起換熱器設(shè)備被失修及管道堵塞、換熱效率江都等一系列問題,污垢腐蝕特別嚴(yán)重時還會使流程中斷,裝置烯烴被迫停產(chǎn),直接造成各種經(jīng)濟(jì)損失;如因銹化腐蝕而產(chǎn)生泄漏,甚至可能產(chǎn)生惡性生產(chǎn)事故。